实验九电导法测定弱电解质的解离平衡常数..doc

实验十一 电导率的测定及应用 一 实验目的 测定KCl水溶液的电导率,求算它的无限稀释摩尔电导率； 用电导法测定醋酸在水溶液中的解离平衡常数； 掌握DDS一11A型电导率仪的测量原理和使用方法； 二 实验原理 1. 电解质溶液的导电能力通常用电导G来表示，它的单位是西门子(Siemens)，用符号S (西)表示。若将某.电解质溶液放入两平行电极之间，设电极间距为l，电极面积为A，则电导可表示为： G =к (11一1) (11一1)式中，к为该电解质溶液的电导率，单位为S·m-1，它的数值与温度、溶液组成及电解质种类有关；l/A称为电导池常数；它的单位为m-1。 在讨论电解质溶液的导电能力时，常用摩尔电导率Λm这个物理量，它与电导率к、溶液浓度c之间的关系如下： Λm=к/c (11一2) 摩尔电导率的单位为S·m2·mol-1. 2. Λm总是随溶液浓度的降低而增大。对强电解质稀溶液而言，其变化规律用科尔劳施(Kohlrausch)经验公式表示： (11一3) (11一3)式中，Λm∞为无限稀释摩尔电导率。对特定的电解质和溶剂来说，在一定温度下，A是一个常数。所以将Λm对作图得到的直线外推，可求得该强电解质溶液无限稀释摩尔电导率 Λm∞。 3. 对弱电解质，其Λm∞无法利用(11一3)式通过实验直接测定，而是根据离子独立运动定律，应用强电解质无限稀释摩尔电导率计算出弱电解质无限稀释摩尔电导率，也可以从正、负两种离子的无限稀释摩尔电导率加和求得： (11一4) (11一4)式中, ,分别表示正、负离子的无限稀释摩尔电导率。不同温度下醋酸溶液Λm∞见表11一1。 表11一1不同温度下醋酸溶液的Λm∞ t/℃ t/℃ 20 3.165 26 3.960 21 3.669 27 4.009 22 3.738 28 4.079 23 3.784 29 4.125 24 3.841 30 4.182 25 3.903 在弱电解质的稀薄溶液中，离子的浓度很低,离子间的相互作用可以忽略，可以认为它在浓度为c时的解离度α等于它的摩尔电导率Λm与其无限稀释摩尔电导率之比,即: α=Λm / (11一5) 对1一1型弱电解质,例如醋酸,当它在溶液中达到解离平衡时,有: HAcH+ +Acˉ 该反应的标准解离平衡常数Ko与浓度为c时解离度α之间有如下关系: (11一6) (11一6)式中co为溶质B的标准浓度, co=1.00mol·dm-3，合并(11一5)和(11一6)两式，即得: (11一7) (11一7)式可改写为: =+ (11一8) (11一8)式为奥斯瓦尔德(Ostwald)稀释定律。根据(11一8)式，以1/Λm对cΛm作图可得一直线，其斜率为1/c°K°(Λm∞)2 。根据前面所给醋酸的无限稀释摩尔电导率Λm∞数据，即可求得Ko。 三 仪器与药品 DDS一11A型电导率仪1台;铂黑电导电极1支;恒温槽装置1套;25cm3移液管3支; 50cm3移液管1支;三角烧瓶3只. KCl溶液(c = 0.0100mol·dm-3)；醋酸溶液(c=0.100mol·dm-3)；电导水。 四 实验步骤 准备 调节恒温槽温度至指定温度[25℃(或30℃)±0.1℃]。将电导率仪的“校正、测量”开关扳到“校正”位置，打开电源开关预热数分钟。电导率仪的原理和使用方法见附录。 用移液管准确量取0.0100mol·dm-3 KCl溶液25.00cm3，放入三角烧瓶中，在另一个三角烧瓶中放入供电导法测定用的电导水。将它们放置在恒温槽内恒温5～10min。 电导池常数的测定 (1) 将电导电极用0.0100mol·dm-3 KCl溶液淋洗3次，用滤纸吸干(注意滤纸不能擦及铂黑)后，置入己恒温的KCl溶液中。把电导率仪的频率开关扳到“高周”挡。 (2) 将电导率仪的量程开关扳到“×103”挡，调整电表指针至满刻度后，将“校正、测量”开关扳到“测量”位置，测量0.0100mol·dm-3 KCl溶液的电导。读取数据3次，取平均值。根据(11一1)式，求出电导池常数l/A(0.0100mol·dm-3 KCl溶液的电导率（见附表）。将电导池常数调节器旋在己，求得的电导池常数的位置.重新调整电表指针至满刻度。 测量0.0100mol·dm-3